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外加电场会形成磁化，外加磁场能够形成电极化，这是模范的磁电效应。具备该效应的磁电材料在传感、储备等畛域有着普及的运用价钱。因此寻觅易于调控的磁电材料具备严重意义。比年来，人们在三维拓扑绝缘体中发觉了崭新的拓扑电子态起原的磁电效应。这一效应起原于受光阴反演对称性或空间反演对称性爱护的量子化静态轴子场。意思的是，若是光阴反演与空间反演对称性都被毁坏时，例如在反铁磁材估中，轴子场能够不再是量子化的轴子场。反铁磁绝缘体中的自旋波激勉能够引诱出动态轴子场，并由此形成动态磁电效反响轴子型极化激元等意思的物理表象。但要完成可观的动态磁电效应须要有强的动态轴子场。即便人们曾经提议过量个动态轴子绝缘体体制的理论打算和预言，包含近来提议的反铁磁拓扑绝缘体Mn2Bi2Te5和(MnBi2Te4)2(Bi2Te3)异质结等待选材料，可于今尚无一种合成材料体制能够完成具备拓扑起原的强动态轴子场及动态磁电效应。

南京大学物理学院的张舟师教学团队，基于他们以前在磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4的系列探索做事，料到能否可在偶数层MnBi2Te4薄膜中完成可调控的拓扑起原强动态磁电效应。值得细致的是，MnBi2Te4薄膜已在实行中胜利合成。他们的最新探索基于MnBi2Te4薄膜的低能有用模子，连系第一性道理祈望，显示了偶数层MnBi2Te4薄膜有限尺寸效应致使的时空反演对称性自愿破缺，从而引诱出强动态轴子场和动态磁电效应。经过对磁电反响系数的详细祈望，做家别离研讨了薄膜厚度、温度以及元素替代对动态磁电效应的调控动做，并预言了完成强动态磁电效应的最好薄膜厚度（6个或许8个双七层机关单位）、温度（亲近反铁磁奈尔温度）和元素配比（亲近拓扑相变临界点）。他们基于手征磁效应，还进一步提议了实行探测MnBi2Te4薄膜中动态磁电效应的一种打算计划。他们的做事讲明，MnBi2Te4薄膜体制为探索拓扑起原的强动态磁电效应供应了一个有出路的确实材料平台，希望为更深入的实行探索摊平道路。

图1：a，反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4晶格机关示妄念。b，偶数层MnBi2Te4薄膜示妄念。赤色箭头提示层内Mn原子的自旋。c，空间反演对称性（P）和磁晶对称性（S）的自愿破缺跟着MnBi2Te4薄膜厚度的减小而增加，故而，致使反铁磁品质m5也跟着MnBi2Te4薄膜厚度的减小而增大。

图2：探测动态磁电效应的实行示妄念。外加静态磁场B和顺着x方位的频次为ω的交变磁场。交变磁场激勉MnBi2Te4薄膜的反铁磁共振，从而，手征磁效应引发可视察的电流反响jCME。

南京大学博士生朱同帅和王怀强副探索员是协同第一做家，张舟师教学是通信做家，邢定钰院士教导了详细做事。

该文近期发布于npjComputationalMaterials7:()，英文题目与择要以下，点击左下角“浏览原文”能够自在获得论文PDF。

TunabledynamicalmagnetoelectriceffectinantiferromagnetictopologicalinsulatorMnBi2Te4films

TongshuaiZhu,HuaiqiangWang,HaijunZhangDingyuXing

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